(57)【要約】【課題】タンク着脱式石油使用機器において、簡易な構造で燃料タンクの不存在を検知できる、耐油性及び長期の信頼性に優れた燃料タンクの存否確認装置を得る。【解決手段】タンク収納室側部のタンク挿入方向の中間高さ位置に枢着されていて、該タンク収納室内に突出するオフ位置に向けて回動付勢され、該タンク収納室内に挿入される燃料タンクにより押圧されてオン位置に回動されるセンサアームと；このセンサアームに固定され、該センサアームの回動に伴い位置を変化させる可動永久磁石と；センサアームがオフ位置にあるときとオン位置にあるときとで、可動永久磁石の作用によって、電気抵抗が変化する磁気センサと；を有する燃料タンクの存否確認装置。【選択図】図２
2010255958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク収納室に燃料タンクを挿脱するタンク着脱式石油使用機器において、
上記タンク収納室側部のタンク挿入方向の中間高さ位置に枢着されていて、該タンク収納室内に突出するオフ位置に向けて回動付勢され、該タンク収納室内に挿入される燃料タンクにより押圧されてオン位置に回動されるセンサアームと；
このセンサアームに固定され、該センサアームの回動に伴い位置を変化させる可動永久磁石と；
上記機器本体に固定され、センサアームがオフ位置にあるときとオン位置にあるときとで、上記可動永久磁石の作用により電気抵抗が変化する磁気センサと；
を有することを特徴とする燃料タンク存否確認装置。
【請求項２】
請求項１記載の燃料タンク存否確認装置において、上記磁気センサは、センサハウジングに固定されており、このセンサハウジングに上記センサアームが回動自在に支持されている燃料タンク存否確認装置。
【請求項３】
請求項２記載の燃料タンク存否確認装置において、上記センサハウジングは、上記磁気センサを有するセンサ基板を挿入する下方だけが開放された基板挿入口を有している燃料タンク存否確認装置。
【請求項４】
請求項２または記載の燃料タンク存否確認装置において、上記センサアームは、上記永久磁石を収納する有底の凹部を備えている燃料タンク存否確認装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項記載の燃料タンク存否確認装置において、上記可動永久磁石と磁気センサは、上記センサアームのオン位置において互いに接近し、オフ位置において離間する燃料タンク存否確認装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の燃料タンク存否確認装置において、上記磁気センサはＧＭＲ素子である燃料タンク存否確認装置。
【請求項７】
請求項６記載の燃料タンク存否確認装置において、上記可動永久磁石は環状をなしており、上記ＧＭＲ素子は、センサアームのオン位置で、該環状永久磁石の軸方向の中心位置にかつ同軸方向に離間した位置に位置し、膜面方向を環状永久磁石の軸線と直交する方向としている燃料タンク存否確認装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンク着脱式石油使用機器の燃料タンク存否確認装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油ストーブ、石油ファンヒータ等の小型の石油使用機器では、着脱可能な燃料タンクを備えるタイプがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１-８２９９７号公報
【特許文献２】特開２００４-２０００４６号公報
【特許文献３】特開２００７-２４８０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このようなタンク着脱式石油使用機器では、運転を継続した状態で燃料タンクを脱着が装着する場合の危険性が指摘されており、簡易な構造で確実に燃料タンクの不存在を検知できる装置（あるいは、タンク不存在では強制消化ができる装置）が望まれている。さらに、石油使用機器であることから、耐油性及び長期の信頼性に優れた検知装置が望まれている。
【０００５】
本発明は、以上の問題意識に基づき、タンク着脱式石油使用機器において、簡易な構造で燃料タンクの不存在を検知できる、耐油性及び長期の信頼性に優れた燃料タンクの存否（不存在）確認装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、タンク収納室に燃料タンクを挿脱するタンク着脱式石油使用機器において、タンク収納室側部のタンク挿入方向の中間高さ位置に枢着されていて、該タンク収納室内に突出するオフ位置に向けて回動付勢され、該タンク収納室内に挿入される燃料タンクにより押圧されてオン位置に回動されるセンサアームと；このセンサアームに固定され、該センサアームの回動に伴い位置を変化させる可動永久磁石と；機器本体に固定され、センサアームがオフ位置にあるときとオン位置にあるときとで、上記可動永久磁石の作用により電気抵抗が変化する磁気センサと；を有することを特徴としている。
【０００７】
磁気センサは、具体的には、合成樹脂材料の成形品からなるセンサハウジングに固定し、このセンサハウジングに、同じく合成樹脂材料の成形品からなるセンサアームを回動自在に支持することが好ましい。
【０００８】
センサハウジングには、磁気センサを有するセンサ基板を挿入する下方だけが開放された基板挿入口を設けることで、漏洩した燃料が万が一にもセンサ基板（磁気センサ）を汚染するおそれをなくすことができる。
【０００９】
センサアームには、永久磁石を収納する有底の凹部を形成することが望ましい。
【００１０】
可動永久磁石と磁気センサは、センサアームのオン位置において互いに接近し、オフ位置において離間するように設けるのが実際的である。互いに接近するとき、平面的にみて互いに重畳させるのがよい。
【００１１】
磁気センサには、ＧＭＲ素子を用いることが好ましい。
【００１２】
好ましい実施態様では、可動永久磁石は環状とし、ＧＭＲ素子は、センサアームのオン位置で、該環状永久磁石の軸方向の中心位置にかつ同軸方向に離間した位置に位置し、膜面方向を環状永久磁石の軸線と直交する方向とするのがよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、タンク着脱式石油使用機器において、簡易な構造で燃料タンクの不存在を検知できる、耐油性及び長期の信頼性に優れた燃料タンクの存否（不存在）確認装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による燃料タンクの存否確認装置を適用する石油ストーブの一例を示す、燃料タンクをストーブ本体から離脱させた状態を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明による燃料タンクの存否確認装置の一実施形態を示す、異なる作動状態の側面図である。
【図３】図２のIII-III線に沿う断面図である。
【図４】同燃料タンクの存否確認装置のＧＭＲ素子（磁気センサ）基板を装着したハウジング単体の斜視図である。
【図５】同燃料タンクの存否確認装置のＧＭＲ素子（磁気センサ）を有する基板の正面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、同燃料タンクの存否確認装置のセンサアームに固定した環状永久磁石の一着磁態様、及び好ましいＧＭＲ素子の配置態様を示す平面図と側面図である。
【図７】ＧＭＲ素子の薄膜構造例を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明による燃料タンク存否確認装置を適用する石油使用機器（石油ファンヒータ）の外観例を示している。石油ファンヒータ１０は、上部（だけ）が開口したタンク収納室１１と、このタンク収納室１１に対して挿脱される燃料タンク２０を有している。
【００１６】
図２は、本発明による燃料タンク存否確認装置の一実施形態を示すもので、タンク収納室１１の内面縦壁１１Ｗの一部（一面）を示している。石油ファンヒータ１０の本体内には、タンク収納室１１の側部（タンク収納室１１の外側）に、タンク挿入方向の中間高さ位置に位置させて、センサハウジング１２が固定されており、このセンサハウジング１２には軸１３でセンサアーム１４が枢着されている。センサアーム１４は、自重によりタンク収納室１１内に突出する方向に付勢されており、常時は突出端（オフ位置）に位置している（図２（Ｃ））。軸１３回りに、センサアーム１４を突出方向に付勢するトーションばねを設けてもよい。センサアーム１４は、タンク収納室１１内に燃料タンク２０が挿入されると、燃料タンク２０の外壁縦壁２０Ｗによって押圧され、オン位置に回動する（図２（Ａ））。センサアーム１４のオン位置への回動端は、センサハウジング１２に形成したストッパ１２Ｓにより規制され、または、燃料タンク２０の外面縦壁２０Ｗと該センサアーム１４との接触位置によって規制される。
【００１７】
センサアーム１４には、センサハウジング１２側に底部が位置する有底凹部１５（図３）が形成されていて、この有底凹部１５内に、図２にハッチングを付して示した環状の永久磁石１６が固定されている。一方、センサハウジング１２には、この環状永久磁石１６と協働して、燃料タンク２０がタンク収納室１１内に存在するか否かを検出する、磁気センサとしてのＧＭＲ素子１７が固定されている。図６は、この環状永久磁石１６のＮ極、Ｓ極の一着磁態様及びセンサアーム１４がオン位置にあるときの同環状永久磁石１６とＧＭＲ素子１７の位置関係の一例を示している。環状永久磁石１６は、例えば、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂とフェライト粉末又は希土類マグネット粉末をミックスして練り込み、均一にした後、射出成型によって成型加工されたマグネットプラスチックに必要な着磁を施すことで得られる。
【００１８】
ＧＭＲ素子１７は、外部磁界に応じて電気抵抗が変化し、その抵抗変化を電圧信号に変換して出力する周知の素子であり、図７にその薄膜構造例を示している。同図に示すように、ＧＭＲ素子１７は、基板１７ｘ上に例えば下地層１７ａ、反強磁性層１７ｂ、固定磁性層１７ｃ、非磁性層１７ｄ、フリー磁性層１７ｅ及び保護層１７ｆを順に積層した構造で形成され、外部磁界Ｈextの印加によりフリー磁性層１７ｅの磁化が回転（反転）して電気抵抗が変化する。
【００１９】
センサアーム１４が突出位置（オフ位置）にあるときには、環状永久磁石１６とＧＭＲ素子１７の間に所定以上距離があるため、ＧＭＲ素子１７のフリー磁性層１７ｅの磁化方向が固定磁性層１７ｃの磁化方向に対して平行な状態で安定化され、ＧＭＲ素子１７の電気抵抗は最小値で一定に保たれる。
【００２０】
一方、センサアーム１４が押込位置（オン位置）に移動すると、該移動に伴って環状永久磁石１６がＧＭＲ素子１７に近づき、図示例では、図６に示すように平面的に見て重畳する。その結果、環状永久磁石１６の磁力がＧＭＲ素子１７に作用し、ＧＭＲ素子１７のフリー磁性層１７ｅの磁化方向が反転して固定磁性層１７ｃの磁化方向に対して反平行状態となり、ＧＭＲ素子１７の電気抵抗が大きくなる。つまり、環状永久磁石１６の磁力は、ＧＭＲ素子１７のフリー磁性層１７ｅの磁化を回転させる外部磁界Ｈextとして機能する。図２、図５、図６の矢印Ｆは、フリー磁性層１７ｅの磁化方向を示している。
【００２１】
別言すれば、センサアーム１４のオフ位置では、環状永久磁石１６の磁力（外部磁界Ｈext）がＧＭＲ素子１７に作用せず、オン位置では環状永久磁石１６の磁力（外部磁界Ｈext）がＧＭＲ素子１７に作用するように、センサアーム１４の回動角、環状永久磁石１６の位置及びその着磁態様が設定されている。環状永久磁石１６の着磁方向は、センサアーム１４がオフ位置とオン位置との間を移動する際に、以上のＧＭＲ素子１７の抵抗変化（フリー磁性層の磁化方向の変化）が生じるように定められている。永久磁石１６の形状は、環状としたが、以上の作用が得られるものであれば、その形状は問わない。
【００２２】
図６は、センサアーム１４がオン位置にあるときの好ましい環状永久磁石１６とＧＭＲ素子１７との配置例を示している。ＧＭＲ素子１７は、センサアーム１４のオン位置で、環状永久磁石１６の軸方向の中心部にかつ軸方向に離間した位置に位置し、膜面方向を環状永久磁石１６の軸線と直交する方向としている。このような配置とすることで、ＧＭＲ素子１７の膜面方向とほぼ平行に環状永久磁石１６の磁束を作用させることができ、ＧＭＲ素子１７によるセンサアーム１４の位置の検出精度を高めることができる。
【００２３】
図２ないし図５は、ＧＭＲ素子１７を有するセンサ基板１８と、センサハウジング１２のより具体的な構成を示している。合成樹脂材料の成形品からなるセンサハウジング１２には、その上部に、上述の軸１３と、センサハウジング１２を機器本体に固定するための固定舌片１２Ｆが形成されており、その下面から上方に向けて、基板挿入口（室）１２Ｒが形成されている。センサハウジング１２は、この基板挿入口１２Ｒを除いて、その全体が閉塞されている同じく合成樹脂材料の成形品からなるセンサアーム１４には、軸１３を相対回動可能に嵌合させる円形穴１４Ｈが形成されている。
【００２４】
ＧＭＲ素子１７を固定したセンサ基板１８は、図５に単体形状を示すように、同時に、コンデンサ、トランジスタ等の電子部品１８Ｘを搭載しており、ＧＭＲ素子１７の出力は信号線１８Ｙを介して取り出される。センサ基板１８は、センサハウジング１２の基板挿入口１２Ｒに挿入する際に、予めゾル状態の保護材で覆い、その状態で基板挿入口１２Ｒ内に挿入し、さらに基板挿入口１２Ｒ内に保護材をスプレーする。すると、基板挿入口１２Ｒ内のＧＭＲ素子１７及び電子部品１８Ｘが保護材で覆われ、保護される。基板挿入口１２Ｒの下面以外から該基板挿入口１２Ｒに異物が進入するおそれがなく、仮に、石油が漏れたとしても、ＧＭＲ素子１７及び電子部品１８Ｘにはその影響が及ばない。
【００２５】
センサ基板１８からの信号線１８Ｙは、図４に示すように、制御回路１９Ｘに接続されており、制御回路１９Ｘは、表示器１９Ｙ及び強制消化機構１９Ｚを制御する。
【００２６】
以上の本石油ファンヒータ１０は、燃料タンク２０をタンク収納室１１内に挿入した状態では、燃料タンク２０によってセンサアーム１４が押込位置（オン位置）に移動し、環状永久磁石１６がＧＭＲ素子１７に平面的に見て重畳する。その結果、環状永久磁石１６の磁力がＧＭＲ素子１７に作用し、ＧＭＲ素子１７のフリー磁性層１７ｅの磁化方向が反転して固定磁性層１７ｃの磁化方向に対して反平行状態となり、ＧＭＲ素子１７の電気抵抗が大きくなる。制御回路１９Ｘは、ＧＭＲ素子１７の出力を受けて燃料タンク２０がタンク収納室１１内に存在していることを検知し、石油ファンヒータ１０の運転（燃焼）を可能とする。なお、燃料タンク２０からの燃料は一般的に、燃料タンク２０がタンク収納室１１に正しく収納された状態において、その底部開口から石油使用機器に供給され、燃焼に供される。これらの供給機構及び燃焼機構は、周知であり、本発明の要旨に関係がないので、その図示及び説明は省略する。
【００２７】
一方、燃料タンク２０をタンク収納室１１から引き抜いていくと、センサアーム１４が図２（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、タンク収納室１１内への突出位置（オフ位置）に移動し、環状永久磁石１６がＧＭＲ素子１７から離間していく。このため、ＧＭＲ素子１７の電気抵抗が小さくなり、その抵抗変化を制御回路１９Ｘが検知して、燃料タンク２０が存在しないことを検知し、表示器１９Ｙによりその不存在を表示し、さらに強制消化機構１９Ｚにより、強制消化を実行する。
【００２８】
磁気センサ３０としてはホール素子を用いることもできるが、膜面内方向における磁束検出が可能で高感度なＧＭＲ素子を用いればより確実なスイッチングを行うことができる。ホール素子を用いた場合には、素子面に垂直な磁束を検知する構造上、該ホール素子を基板１８に対して垂直方向に立てる必要があるのに対し、素子面内方向の磁束を検知するＧＭＲ素子は基板１８と平行に配置できる。
【００２９】
本発明の燃料タンク存否確認装置は、機械的に非接触な永久磁石と磁気センサの接離によって燃料タンクの存否を検出するので、長期に渡る高い信頼性を得ることができる。センサアームは、タンク挿入方向の中間高さ位置に枢着されているので、仮に石油漏れが発生したとしても、センサアーム（永久磁石）及び磁気センサにその影響が及ぶことがない。また、信号線の接続が必要な磁気センサを固定側に設け、配線が不要な永久磁石をセンサアーム側に設けたから、センサアームの回動に伴う故障が発生しにくい。また、仮に永久磁石１６がセンサアーム１４から脱落する事故が発生したとしても、燃料タンク２０がタンク収納室１１内に収納されているにも拘わらずその正常収納が検知されないから、燃料タンク存否確認装置が故障しているにも拘わらず燃焼が継続するおそれは回避でき、安全性が高まる。
【符号の説明】
【００３０】
１０  石油ファンヒータ（石油使用機器）
１１  タンク収納室
１１Ｗ  内面縦壁
１２  センサハウジング
１２Ｆ  固定舌片
１２Ｒ  基板挿入口
１２Ｓ  ストッパ
１３  軸
１４  センサアーム
１５  有底凹部
１６  環状永久磁石
１７  ＧＭＲ素子（磁気センサ）
１８  センサ基板
１８Ｘ  電子部品
１８Ｙ  信号線
１９Ｘ  制御回路
１９Ｙ  表示器
１９Ｚ  強制消化機構
２０  燃料タンク
２０Ｗ  外面縦壁
【図１】
2010255958.tif 000003
【図２】
2010255958.tif 000004
【図３】
2010255958.tif 000005
【図４】
2010255958.tif 000006
【図５】
2010255958.tif 000007
【図６】
2010255958.tif 000008
【図７】
2010255958.tif 000009